Active Learning Models in Science Classes

研究の第１年次に当たる本年は，理科におけるアクティブラーニング型授業の構造化に向けて，内化と外化の往還を取り入れた授業デザインとその実践に取り組み，具体的実践の蓄積を行った。小学校，中学校，高等学校それぞれで実践を行ったところ，１）学習内容の定着が図られる，２）発展的な内容や未習内容を生徒が主体的に理解することが可能である，３）協働的な学びの場面を加えることで理解の深化が図られる，４）どのような課題に取り組ませるのかといった課題の設定がカギである，５）アクティブラーニングであるか否かを判断するための要素を明らかにする必要がある，などの一定の成果と課題が明らかになった。The purpose of this study is to create active learning models in science classes. As the first-year research, the authors designed the classes which would include a round trip between externalization and internalization, and put them into practice. The designed models were adopted in elementary, junior high and senior high school classes. What have become clear are as the following; 1) Students’ acquisition of the learning contents can be promoted, 2) Students can understand advanced contents proactively, 3) Students’ learning can be deepened by adding collaborative activities, 4) The success or failure to active learning may depend on the quality of the tasks which students work on, 5) It is necessary to clarify the factors to determine active learning

The Role of Science Education in the Construction of a Knowledge-Based Society

知識基盤社会における理科の役割は，科学的に探究する活動を通して得られた結果（情報）を活用し，それらの情報から導き出した自らの考えを表現する能力を高めることである。これまでに明らかになったことは，授業者が実験結果に対して関連付けることができる事項を明確にし，分析・解釈する視点を与えることが重要であるということである。今年度は，小学校，中学校，高等学校の理科で，パフォーマンス課題を取り入れた探究活動を行い，多くの授業者が共有できる方向性を考えた。実践の結果，以下のことが明らかになった。１）小集団での話し合いの質を高めるためには，話し合いの目的と方法を明示することが重要であること。２）そのために授業者の関わり方を引き続き検討する必要があること。３）パフォーマンス課題の設計には授業者がよりメタ認知を働かせることが必要であること。今後は，このような実践経験を広く共有すべきであると考えている。Science education should help students to utilize results and information through activities, to investigate scientifically, and to develop their abilities to express ideas they have derived from those results. We have learned that it is important for instructors to clarify which results from experiments relate to each other and to give students some clear perspectives for analyzing and interpreting them. This academic year, we investigated performance tasks at elementary, junior high, and senior high school levels. Through our research we have learned that to improve the quality of discussion in small groups, it is important to make the purpose and method clear. We also showed that instructors should monitor how they engage with students in the course of discussion and that they need to function meta-cognitive abilities more to design performance tasks

A Research on a New Science Curriculum Development Based on ‘Nature Of Science’ Ⅲ : Reconstruction of a Coherence Science Curriculum from Elementary School to Upper Secondary School

本研究は，新しい科学観を取り入れた小学校から高等学校までの理科カリキュラムを開発することを目的としており，今年度は３年次にあたる。これまでの成果と課題をもとに，初等・中等教育で一貫して「科学の本質」を学ぶためのフレームワーク構築に向け，小学校から高等学校を通じて系統的に取り扱うことが可能な内容について検討を行った。 中学校における実践からは，理科教師が，科学者コミュニティーによる知，政策決定者や教師たちによる教えるべき知，児童・生徒の発達段階や文脈などを考慮した教える知，について可能な限り熟知する必要があることが示唆された。また，論証活動を行う際の，教師の振る舞い方も重要であることも明らかとなった。 また，小学校における実践では，学年による差異はあるものの，見たことや考えたことの違いを次第に意識化させることによって，観察や実験等のレポートの書き方の指導にも繋がることが明らかとなった。 以上の実践より，科学の本質を初等・中等教育で一貫して教えるためには，これまでの実践の視点の変容に基づく教師による授業方略の在り方や投げ込み的教材を使用する教師の意図が，いかに重要であるかを示唆している。This study develops a new science curriculum for elementary to upper secondary schools which include the concept of the “Nature of Science”. We examined possible content to build a systematic framework for mentioned above science education. The practice at junior high school shows that teachers should be familiar with scholarly knowledge, knowledge to be taught by the policy makers and teachers, and taught knowledge which students understand through learning along with the students’ ages and contexts. The teacher’s behavior in argumentation by pupils is also important. The practice at elementary school shows that perceptions of the crucial distinction between inference and observation lead students to write good reports. These practices exemplify that teaching Nature of Science consistently to elementary and lower secondary students should largely depend on the teachers’ methods of instruction and what material they develop from a new viewpoint

The importance of science education in a knowledge-based society : The role of the teacher in introducing a performance task

知識基盤社会における小・中・高等学校の理科の役割は，児童生徒が観察や実験などによって得られた情報を積極的に活用して科学的に思考し，判断し，表現する能力を高めることである。そこで，児童生徒が身につけた特定の知識や技能を「直接的に活用する」場面（パフォーマンス課題）を設定し，同じ知識をもとに思考・判断・表現させることよって，児童生徒の「科学的な思考・判断・表現」がどのように養われるかを検討した。その結果，探究活動において，児童生徒が適切な場面で必要な知識・技能を活用するためには，指導者がパフォーマンス課題の意図や目的を明確化することが必要であることがわかった。また，パフォーマンス評価を思考力や判断力，表現力の評価として位置付けたい場合には，当該課題においてどのような思考をしたり，どのように判断したり表現したりすることを評価の観点とするのか，課題の特性に基づいて設定しておくことが肝要であることがわかった。The role of science at school in a knowledge-based society is to allow students to utilize the information that is provided to them via observations or experiments. This allows students to think scientifically and to express themselves. We established a scenario (performance task) that used the specific knowledge and skills that students had acquired directly and then analyzed the scientific thought, judgments, and expressions of the students. Consequently, we found that it was necessary for the teacher to clarify the intentions and the purpose of the performance problem for enabling the students to utilize the necessary knowledge and skills during the activity. We knew that it was vital to set it based on the characteristic of the problem. We did what kind of thought in the problem concerned when you wanted to place a performance evaluation as an intellectual power and judgment, an evaluation of the power of expression, and how you did what you judged it and expressed with the point of view of the evaluation

The role of science education toward the knowledge-based society : Information utilization of children and students in research activities

知識基盤社会における小学校から高等学校における理科の役割は,観察実験等によって得られた情報を活用し,科学的に思考し判断,表現する能力を高めることである。本研究では,小学校,中学校,高等学校の理科において,探究活動における児童・生徒の情報活用をより積極的に促すために言語活動をどのように取り入れればよいか,各校種において授業を計画・実施・評価し,それらを比べて検討した。その結果,教師は観察実験等で得られた事実(情報)を他の何かと関連付けて言語化・数値化・図示させることで情報に意味付けを行わせ,問題解決や課題解決にっなげさせる指導を意図的に行っていた。また,その際,指導上の工夫として,事実(情報)を確実に認識させること,関連付ける事項を明確にすること,それらを相互に関連付ける視点を明確にすることの3点を児童・生徒に意識させる手立てを講じていた。このようにして,児童・生徒に「何」と「何」を「どのように」関連付けるのかを明確にする指導が,探究活動における児童・生徒の情報活用をより積極的に促すものと考えられる。This study examines methods of conducting language activities to promote information utilization by children and students in science research activities in elementary, junior high, and high school. The research primarily performs observation of classes at each school level. Those classes are planned, conducted, evaluated, and are finally compared. The results indicated that teachers intentionally gave instructions that stimulated problem solving or task solving by making information meaningful, and they encourage their students to relate the experimental results observed to other information, and finally the teachers help students verbalize, quantify, and illustrate those results. In addition, the study revealed three points constituting ingenuity in classroom instruction: 1. letting children and students recognize facts through observation experiments 2. helping them clarify other information relating to the results 3. giving them viewpoints for relating the results to other informatio

A study of science teaching to develop student's creative skills

本研究では, 児童・生徒が創造性を育むことのできる理科学習の実現を目指して, 2008年度より教材開発と教育実践を行っている。今年度, 小学校の実践では, 「ヒトの体のしくみ」を取り上げ, 児童同士の相互作用の場を組織化することで科学的な概念の形成をはかる授業を展開した。中学校の実践では, 新学習指導要領において再び取り扱うことになった「電力・電力量」と新設された最終項目「自然環境の保全と科学技術の利用」を結びつけ探究活動を設定した。テーマに対する主張を作成するために必要となる論拠を得るための活動を行った。高等学校の実践では「酸化と還元」を取り上げ, 既習知識を活用し, 仮説を設定し実験によって確かめるといった探究的な活動を展開した。中学校及び高等学校の実践には「協同学習」の手法を取り入れた。いずれの実践においても, 観察・実験方法の計画, 結果の予測, 結果の分析や解釈, 表現など, 授業の様々な場面に「他者との差異の認識」, 「差異の表現」, 「差異の理解」を行う活動を取り入れ, 「言語活動」が活発に行われたことによって, 児童・生徒の思考が深まり, 「創造的である」と判断できる事例を得ることができた

A practical approach to motivate the students to study science

本研究では,児童生徒が「理科における学びの愉しさ」を実感するために,さまざまな授業方略を取り入れた授業開発および授業実践を行った。小学校の実践では,「ものの重さ」を取り上げ,誤反応を起こしやすい概念を含んだ課題を意図的に提示することで,児童自身が間違った理解をしていることに気づかせ,修正する授業展開を試みた。中学校の実践では,都市の夕立の学習を通して,都市気候と人間生活との関わりを考察させる授業を行った。生徒は,協同的な学びを通して,ゲリラ豪雨のような異常気象は,人間の生活環境の変化に深い関わりがあることを認識することができた。高等学校の実践では,多酸塩基の緩衝作用の原理について考えさせた。中和滴定の進行に伴って緩衝作用がみられる部分について,その原理を粒子モデルや反応式を使って説明する探究活動を行った。 いずれの授業実践も,実験結果の予想や分析,表現,身近な現象と人間生活との関わりなどについて,児童生徒自らが問いを内発し,疑問を認識し,現象を科学的に説明することを要求する取り組みを行うことで,理科を学ぶことの有用性や意義を実感でき,「学びの愉しさ」を得ることができた

A Study of Science Teaching to Develop Student's Creative Skills

理科教育における創造性の育成については, 従来からその重要性が指摘されているが, どのようにすれば学習者の創造性を育むことができるのかといった, 学習指導における具体的な内容についての検討はほとんど進められていない。そこで, 本研究では, 生徒が創造性を育むことのできる理科学習の実現を目指して, 教材開発と教育実践を行った。小学校では「振り子」を題材に, 条件制御に力点を置いた授業実践を行った。どのような条件をどのように制御するのか, グループ内での他者との差異を互いに話し合う場面を取り入れた実践になった。中学校では「中和反応」を取り上げ, 「中和とはどのような反応が起こっているのだろう」という課題に対し, 「共同的な学び」を通じてグループで意見交換しながら, イオンモデルを用いて酸とアルカリが互いに性質を打ち消しあう反応を説明することができた。高等学校では, 身近な「音」がテーマであったため, 普段よりも一人ひとりが積極的に自分自身の考えを表現できたことで, 他者の意見を聞く機会が増えた。つまり, 他者の別の意見を認識できる実践になった